纤维素纳米晶作中间层的聚酰胺纳滤膜研究

发布时间：2021-01-06 04:57

　　纳滤膜作为一种压力驱动膜过程,具有分离效率高,能耗低等优点,在海水脱盐、饮用水制备、水处理等领域应用广泛。如何提高纳滤膜的通量和分离性能一直以来都是纳滤领域非常重要的问题,众多研究者从制备方法和改性手段出发,致力于纳滤膜的通量和分离性能的研究。纳滤膜的结构决定了纳滤膜的性能,因此本论文从膜结构设计的角度出发,用纤维素纳米晶在微孔底膜上构建了中间层,通过界面聚合制备了高通量的三层复合纳滤膜。纤维素纳米晶中间层在形成聚酰胺皮层和纳滤过程中都发挥着重要作用。一方面,纤维素纳米晶中间层亲水性好,孔径小,孔隙率高,具有良好的储存水相单体的能力,可以在较低单体浓度下进行界面聚合,得到的皮层更薄,膜阻更小,通量更高。另一方面,通过膜表面接触角测试发现纤维素纳米晶中间层可以加快膜表面液滴的渗透,而纳滤测试也证明了纤维素纳米晶中间层的存在提高了纳滤膜的通量。此外,纤维素纳米晶构建的中间层可以为皮层的提供足够的支撑作用,因此底膜可以选择孔径更大的微滤膜,从而减小了过膜阻力。该方法操作简便,底膜选择范围广,制备过程灵活可控,有望成为一种新的纳滤膜制备方法。为了进一步探究中间层材料的性质对纳滤膜结构及性能的影... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 纳滤膜的概述
    1.3 纳滤膜的分类
    1.4 有机高分子纳滤膜的制备方法
        1.4.1 表面涂覆法
        1.4.2 表面接枝法
        1.4.3 层层自组装法
        1.4.4 共沉积法
        1.4.5 界面聚合法
    1.5 界面聚合法制备纳滤膜常见改性方法
        1.5.1 单体
        1.5.2 溶剂
        1.5.3 皮层掺杂
        1.5.4 基底
        1.5.5 其他
    1.6 课题提出
    1.7 研究内容
        1.7.1 纤维素纳米晶作中间层制备纳滤膜的条件探究
        1.7.2 纤维素纳米晶作中间层制备纳滤膜的性能评价
        1.7.3 纤维素纳米纤维作中间层制备纳滤膜与纤维素纳米晶作中间层性能对比
        1.7.4 一维纳米材料的拓展-水铝英石纳米管作中间层制备纳滤膜的性能评价
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 纤维素纳米晶的制备
        2.3.1 硫酸酸解法制备纤维素纳米晶
        2.3.2 TEMPO氧化法制备纤维素纳米纤维
        2.3.3 水铝英石纳米管的制备
    2.4 纳滤膜的制备
        2.4.1 中间层的制备
        2.4.2 界面聚合法制备纳滤膜
    2.5 基础表征
        2.5.1 场发射扫描电镜（FESEM）
        2.5.2 原子力显微镜（AFM）
        2.5.3 透射电子显微镜（TEM）
        2.5.4 X射线衍射（XRD）
        2.5.5 衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪（FTR/ATR）
        2.5.6 X射线电子能谱（XPS）
        2.5.7 表面接触角（WCA）
        2.5.8 膜表面zeta电位
    2.6 性能测试
        2.6.1 纳滤性能测试
        2.6.2 混合溶液分离性能
第三章 纤维素纳米晶作中间层纳滤膜性能研究
    3.1 引言
    3.2 纤维素纳米晶的表征
        3.2.1 纤维素纳米晶
        3.2.2 纤维素纳米纤维
    3.3 纳滤膜结构与性能
        3.3.1 表面/断面形貌表征
        3.3.2 表面组成
        3.3.3 表面性能
        3.3.4 性能测试
    3.4 本章小结
第四章 水铝英石纳米管作中间层纳滤膜性能研究
    4.1 引言
    4.2 水铝英石纳米管结构表征
    4.3 纳滤膜结构与性能
        4.3.1 结构表征
        4.3.2 表面组成
        4.3.3 亲水性
        4.3.4 性能测试
    4.4 本章小结
全文总结
不足与展望
参考文献
作者简介及硕士期间主要成果



本文编号：2959969